JP5878810B2 - Hydroelectric generator - Google Patents
Hydroelectric generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP5878810B2 JP5878810B2 JP2012087570A JP2012087570A JP5878810B2 JP 5878810 B2 JP5878810 B2 JP 5878810B2 JP 2012087570 A JP2012087570 A JP 2012087570A JP 2012087570 A JP2012087570 A JP 2012087570A JP 5878810 B2 JP5878810 B2 JP 5878810B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetism
- channel
- water
- magnet
- pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Description
本発明は、水力発電機に関する。 The present invention relates to a hydroelectric generator.
小便器洗浄水の吐止水を電磁弁で行う機器や、吐水時に照明を点灯させることができる水道蛇口において、通水路に水力発電機を設け、吐水時の水エネルギの一部によって発電し、その電力を電磁弁や照明の駆動に用いる水栓機器がある(例えば特許文献1)。 In a device that uses a solenoid valve to urinate urinal wash water and a water faucet that can be lit when water is discharged, a hydroelectric generator is installed in the water passage, and power is generated by a part of the water energy at the time of water discharge. There is a faucet device that uses the electric power for driving an electromagnetic valve or illumination (for example, Patent Document 1).
従来の水栓機器に適用される水力発電機には、クローポール式が多用されるが、この方式では、水密部に円筒状の多極磁石が必要となる。円筒状の多極磁石は、型による焼結が必要であり、また耐水性と安全性(特に浄水に用いる場合)の問題から素材選択の幅も限られる。このように、従来の水力発電機では、構成要素として適用する磁石の条件に制約が多く、結果的に高コストになっていた。 A claw-pole type is often used as a hydraulic power generator applied to a conventional faucet device, but this method requires a cylindrical multipolar magnet in the watertight part. Cylindrical multipolar magnets need to be sintered by a mold, and the range of material selection is limited due to problems of water resistance and safety (especially when used for water purification). As described above, in the conventional hydroelectric generator, there are many restrictions on the conditions of the magnets applied as the constituent elements, resulting in high costs.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構成要素として適用する磁石の条件を緩和することができ、低コスト化を図ることができる水力発電機を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the hydraulic generator which can ease the conditions of the magnet applied as a component and can aim at cost reduction.
上記課題を解決するために、本発明に係る水力発電機は、水路内に一軸を挟んで対向して設けられ、水流により前記一軸まわりに回転する対の水路内導磁部と、N極を前記水路内導磁部の一方と、また、S極を前記水路内導磁部の他方と、同時に対向可能に水路外に固設された永久磁石と、前記水路内導磁部との間で前記永久磁石の磁束を授受可能に水路外に固設された巻線用導磁部と、前記巻線用導磁部に巻回された発電用コイルと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a hydroelectric generator according to the present invention is provided with a pair of in-channel magnetism portions that are provided opposite to each other with a single axis in the water channel and rotate around the one axis by a water flow, and an N pole. Between the one of the in-channel magnetism part, the other side of the in-channel magnetism part, the permanent magnet fixed to the outside of the water channel so as to be able to face simultaneously, and the in-channel magnetism part It is characterized by comprising a winding magnetism portion fixed outside the water channel so as to be able to receive and transmit the magnetic flux of the permanent magnet, and a power generation coil wound around the winding magnetism portion.
また、上記の水力発電機において、前記水路内導磁部と、前記永久磁石及び前記巻線用導磁部との間に設けられた遮水板を備え、前記遮水板は、前記水路内導磁部との間にクリアランスを取って配置されることが好適である。 The hydroelectric generator may further include a water shielding plate provided between the magnetic guide portion in the water channel and the permanent magnet and the magnetic guide portion for winding, and the water shielding plate is disposed in the water channel. It is preferable that a clearance is provided between the magnetism portion.
本発明に係る水力発電機は、構成要素の永久磁石が水路外に固設されるので、構成要素として適用する磁石の条件を緩和することができ、低コスト化を図ることができる。 In the hydraulic power generator according to the present invention, since the permanent magnets of the constituent elements are fixed outside the water channel, the conditions of the magnets applied as the constituent elements can be relaxed, and the cost can be reduced.
以下に、本発明に係る水力発電機の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。また、以下の説明では、図の上下方向及び左右方向を構成要素の上下方向及び左右方向として説明する。 Hereinafter, embodiments of a hydroelectric generator according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. Moreover, in the following description, the up-down direction and the left-right direction of a figure are demonstrated as the up-down direction and left-right direction of a component.
まず図1を参照して、本発明の一実施形態に係る水力発電機の構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る水力発電機の概略構成を示す分解斜視図である。 First, with reference to FIG. 1, the structure of the hydraulic power generator which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a hydroelectric generator according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の水力発電機1は、吐水時の水エネルギの一部によって発電し、その電力を構成要素の制御に利用する水栓機器に適用される。このような水栓機器としては、例えば、小便器洗浄水の吐止水を電磁弁で行う機器や、吐水時に照明を点灯させることができる水道蛇口などが挙げられる。
The
図1に示すように、本実施形態の水力発電機1は、発電機ケース2と、水車3(及び水路内導磁部4a,4b)と、遮水板5と、永久磁石6及び磁石側導磁部7と、巻線用導磁部8及び発電用コイル9と、が互いに組み付けられることによって構成されている。
As shown in FIG. 1, the
発電機ケース2は、底面2aを有する円筒形状であり、底面2aと反対側(図1では上方)に開口部2bを有する。発電機ケース2には、開口部2bから、水車3と、遮水板5と、永久磁石6及び磁石側導磁部7と、巻線用導磁部8及び発電用コイル9とが組み込まれる。
The
発電機ケース2の内周面2cには、水流をケース内部に流入させる流入口10が連通されている。また、発電機ケース2の底面2aには、ケース内部に流入した水流をケース外部に流出する流出口11が形成されている。つまり、発電機ケース2の内部には、内周面2cの流入口10から底面2aの流出口11へ向かう水流を通過させる水路が形成されている。
An
発電機ケース2の内部には、軸流式の水車3が回転可能に収容されている。水車3は、基部3aと、軸3bと、複数の羽根3cとを備える。基部3aは、発電機ケース2内で軸3bを回転中心として回転可能な形状であり、例えば図1に示すように発電機ケース2の内径より小さい径を持つ円板部材である。
An axial flow type water turbine 3 is rotatably accommodated in the
軸3bは、基部3aから発電機ケース2の底面2aの方向(図1では基部の下面から下方向)に延在し、組み付け時に発電機ケース2の底面2aに軸支される。軸3bは、図1の例では、円形状の基部3aの中心に設けられ、発電機ケース2の底面2aの中心に軸支されている。すなわち、図1の例では、水車3の回転軸線は基部3aの中心となる。
The
複数の羽根3cは、軸3bと同様に、基部3aから発電機ケース2の底面2aの方向に延在する。複数の羽根3cのそれぞれは、軸3bの周囲に周方向に沿って略等間隔に配置されている。
The plurality of
水車の羽根3cの設置位置、形状と、発電機ケース2の流入口10と流出口11の設置位置とは、発電機ケース2内の水路の水流によって水車3に回転力を与えることができるように設定されている。すなわち水車3は、発電機ケース2内の流入口10から流出口11へ向かう水路の水流によって、軸3bを回転軸線cとして回転可能である。
The installation position and shape of the
水車3の基部3aのうち、発電機ケース2の底面2aとの対向面と反対側(図1では上方)の面3dには、一対の水路内導磁部4a,4bが埋め込まれている。
A pair of in-channel
水路内導磁部4a,4bのそれぞれは、半円環状に形成された電磁鋼板であり、水車3の回転軸線cを挟んで対向して設けられている。言い換えると、水路内導磁部4a,4bは、円環状の板材を2分割して一定距離離間させたように面3d上に配置されている。なお、水路内導磁部4a,4bは、防錆性を有する磁性ステンレスを使ってもよい。また、水路内導磁部4a,4bは、厚み方向(図1では上下方向)へ複数枚を重ねて、磁路断面積が大きくなるよう構成してもよい。
Each of the in-
水路内導磁部4a,4bは、水車3の基部3aに埋め込まれているので、水車3の軸3bを回転軸線cとして水車3と一体回転する状態に固設されている。すなわち、水路内導磁部4a,4bは、発電機ケース2の内部の水路内に、水車の回転軸線c(一軸)を挟んで対向して設けられ、水路の水流により回転軸線cまわりに回転可能に配置される。なお、以降の説明において、一対の水路内導磁部4a,4bを纏めて水路内導磁部4とも記載する。
Since the in-channel magnetically
水車3の基部3aの面3dと対向する位置には、遮水板5が配置されている。遮水板5は、発電機ケース2の開口部2bの外径と略同一の径を持つ円板部材であり、非磁性材料により作成される。また、遮水板5は、防錆性を有する。
A
遮水板5は、発電機ケース2の開口部2bを完全に覆って配置され、発電機ケース2に固設されている。遮水板5と発電機ケース2との間は、例えばゴムパッキンなどのシール部材(図示せず)によって水密にシールされており、発電機ケース2内の水路を流れる水流が開口部2bから漏れ出るのを防止されている。すなわち、遮水板5により封止された発電機ケース2の内側を水路内とし、その外側を水路外と定義することができる。
The
また、遮水板5は、水車の基部3a(すなわち水路内導磁部4a,4b)との間に所定のクリアランスを取って設置され、水車3との接触を防止し、水車3に回転負荷を与えないよう構成されている。
Further, the
遮水板5を挟んで水車3と反対側(図1では上方)には、永久磁石6が、N極を水路内導磁部4a,4bの一方と、また、S極を水路内導磁部4a,4bの他方と同時に対向可能に固設されている。
On the opposite side of the water turbine 3 with the
より詳細には、永久磁石6は、磁石側導磁部7を介して、水路内導磁部4a,4bと対向可能である。磁石側導磁部7は、永久磁石6のN極面と当接して固定されるN極側導磁板7aと、永久磁石6のS極面と当接して固定されるS極側導磁板7bと、を有する。磁石側導磁部7は電磁鋼板である。
More specifically, the permanent magnet 6 can be opposed to the in-
N極側導磁板7a及びS極側導磁板7bは、それぞれ対向面7c,7dを有し、対向面7cがN極、対向面7dがS極として作用する。磁石側導磁部7と、これに連結固定された永久磁石6とは、これらの対向面7c,7dが遮水板5を挟んで水路内導磁部4a,4bと対向する位置にて、図示しない支持部材に固設される。なお、以降の説明では、N極側導磁板7aの対向面7cは「N極面7c」とも記載され、S極側導磁板7bの対向面7dは「S極面7d」とも記載される。
The N-pole side
N極面7c及びS極面7dの設置位置は、水路内導磁部4a,4bの回転軌道上であり、N極面7cが水路内導磁部4a,4bの一方と、S極面7dが水路内導磁部4a,4bの他方と同時に対向する位置である。図1に示す例では、永久磁石6が、水車3(及び水路内導磁部4a,4b)の回転軸線c上に配置され、N極面7cとS極面7dとが回転軸線cから径方向反対側に等距離に配置されている。
The installation positions of the N-
このような磁石側導磁部7の配置によって、水車3の回転に伴い、一対の水路内導磁部4a,4bが回転移動するときに、(1)N極面7cが水路内導磁部4aと対向し、S極面7dが水路内導磁部4bと対向した状態と、(2)N極面7cが水路内導磁部4bと対向し、S極面7dが水路内導磁部4aと対向する状態と、が交互に繰り返される。
With such an arrangement of the magnet side
従って、永久磁石6は、磁石側導磁部7を介して、N極を水路内導磁部4a,4bの一方と、また、S極を水路内導磁部4a,4bの他方と同時に対向可能に固設されていることになる。
Therefore, the permanent magnet 6 is opposed to the N pole at one of the in-
また、永久磁石6は、磁石側導磁部7のN極側導磁板7a及びS極側導磁板7bによって、遮水板5を挟んで水車3と反対側(図1では上方)に固設されているので、発電機ケース2内の水路から外側に配置されている。このため、永久磁石6は、水に接しないので、耐水性、耐熱性、水の安全性等の考慮が不要であり、高磁力のネオジム磁石や、サマコバ磁石、フェライト磁石などを適用可能である。
Further, the permanent magnet 6 is placed on the opposite side (upward in FIG. 1) from the water wheel 3 with the
遮水板5を挟んで水車3と反対側(図1では上方)には、さらに、発電用コイル9が巻回された巻線用導磁部8が、固設されている。
On the side opposite to the water wheel 3 (upward in FIG. 1) with the
巻線用導磁部8は電磁鋼板であり、永久磁石6及び磁石側導磁部7を跨ぐアーチ形状の部材である。巻線用導磁部8は、アーチ形状の両端に対向面8a,8bを有する。巻線用導磁部8も、磁石側導磁部7と同様に、これらの対向面8a,8bが遮水板5を挟んで水路内導磁部4a,4bと対向する位置にて、図示しない支持部材に固設される。
The winding magnetic conducting part 8 is an electromagnetic steel plate, and is an arch-shaped member straddling the permanent magnet 6 and the magnet side magnetic conducting
巻線用導磁部8の対向面8a,8bの設置位置は、磁石側導磁部7と同様に、水路内導磁部4a,4bの回転軌道上であり、対向面8aが水路内導磁部4a,4bの一方と、対向面8bが水路内導磁部4a,4bの他方と同時に対向する位置である。図1に示す例では、巻線用導磁部8の対向面8a,8bが、水車3(及び水路内導磁部4a,4b)の回転軸線cを挟んで対向し、それぞれの対向面8a,8bが回転軸線cから径方向反対側に等距離に配置されている。
The installation positions of the opposing
このような巻線用電磁部8の配置によって、水車3の回転に伴い、一対の水路内導磁部4a,4bが回転移動するときに、(3)対向面8aが水路内導磁部4aと対向し、対向面8bが水路内導磁部4bと対向する状態と、(4)対向面8aが水路内導磁部4bと対向し、対向面8bが水路内導磁部4aと対向する状態と、が交互に繰り返される。
With the arrangement of the winding electromagnetic part 8, when the pair of in-channel
また、巻線用導磁部8の対向面8a,8bの設置位置は、磁石側導磁部7のN極面7c及びS極面7dとは離間されている。巻線用導磁部8の対向面8a,8bの設置位置を結ぶ線分が、磁石側導磁部7のN極面7c及びS極面7dの固設位置を結ぶ線分と直交するように配置されるのが好ましい。図1に示す例では、磁石側導磁部7のN極面7c、巻線用導磁部8の対向面8a、磁石側導磁部7のS極面7d、巻線用導磁部8の対向面8bの順番で、遮水板5の周方向に沿って略等間隔に配置されている。なお、磁石側導磁部7のN極面7c及びS極面7d及び巻線用導磁部8の対向面8a,8bは、本実施形態では全て方形状であり、略同一の面積とする。
Further, the installation positions of the opposing
巻線用導磁部8は、磁石側導磁部7と離間して固設されており、永久磁石6の磁束を磁石側導磁部7から直接授受できないよう構成されている。水路内導磁部4が上記(1)または(2)に示した状態であり、磁石側導磁部7から永久磁石6の磁束を受けているときに、巻線用導磁部8が上記(3)または(4)の状態である場合に、水路内導磁部4との間で永久磁石6の磁束の授受を行うことができる。
The winding magnetism guide part 8 is fixedly spaced from the magnet
次に、図2を参照して、本実施形態に係る水力発電機の動作について説明する。 Next, the operation of the hydroelectric generator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図2は、本実施形態の水力発電機において、水車3の回転に伴い発生する磁束の流れの推移を説明するための模式図である。図2に示す模式図(a)〜(f)では、下方に磁石側導磁部7のN極面7c、上方に磁石側導磁部7のS極面7d、左方に巻線用導磁部8の対向面8a、右方に巻線用導磁部8の対向面8bの固設位置がそれぞれ示されている。また、図2の各模式図(a)〜(f)では、水車3及び水路内導磁部4が反時計方向に回転されている状態における、水路内導磁部4a,4bの位置が示されており、(a)→(b)→(c)→(d)→(e)→(f)の順で時系列の変化を表している。また、図2中の矢印Aは、巻線用導磁部8内を流れる永久磁石6の磁束の方向を表し、その長さで磁束量を表す。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the transition of the flow of magnetic flux generated with the rotation of the water turbine 3 in the hydroelectric generator of the present embodiment. In the schematic diagrams (a) to (f) shown in FIG. 2, the
図2の模式図(a)は、下記の状態を表している。
・磁石側導磁部7のN極面7cと巻線用導磁部8の対向面8bとが、水路内導磁部4bと対向している。
・磁石側導磁部7のS極面7dと巻線用導磁部8の対向面8aとが、水路内導磁部4aと対向している。
The schematic diagram (a) of FIG. 2 represents the following state.
The N-
The
模式図(a)の状態では、永久磁石6の磁束の流れは、磁石側導磁部7のN極側導磁板7a→N極面7c→水路内導磁部4b→巻線用導磁部8の対向面8b→巻線用導磁部8内→巻線用導磁部8の対向面8a→水路内導磁部4a→磁石側導磁部7のS極面7d→S極側導磁板7b→永久磁石6となる。
In the state of the schematic diagram (a), the flow of the magnetic flux of the permanent magnet 6 is as follows: N-pole side
巻線用導磁部8内では、対向面8bから対向面8aへの磁束の流れとなり、模式図(a)の例では、矢印Aで示すように左方向の流れとなる。また、磁石側導磁部7のN極面7cの全体が水路内導磁部4bと対向するので、巻線用導磁部8内を流れる磁束量は、最も大きくなる。
In the winding magnetism part 8, the magnetic flux flows from the facing
図2の模式図(b)は、下記の状態を表している。
・磁石側導磁部7のN極面7cが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4bとより大きい面積で対向している。
・磁石側導磁部7のS極面7dが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4aとより大きい面積で対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8aが、水路内導磁部4aと対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8bが、水路内導磁部4bと対向している。
The schematic diagram (b) of FIG. 2 represents the following state.
The N-
The S-
The
The
模式図(b)の状態では、永久磁石6の磁束の流れは模式図(a)の状態と同様であるが、磁石側導磁部7のN極面7cの一部分のみが水路内導磁部4bと対向するので、巻線用導磁部8内を流れる磁束量は、矢印Aで示すように模式図(a)の状態と比較して減少する。
In the state of the schematic diagram (b), the flow of the magnetic flux of the permanent magnet 6 is the same as that of the state of the schematic diagram (a), but only a part of the
図2の模式図(c)は、下記の状態を表している。
・磁石側導磁部7のN極面7cが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4aとより大きい面積で対向している。
・磁石側導磁部7のS極面7dが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4bとより大きい面積で対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8aが、水路内導磁部4aと対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8bが、水路内導磁部4bと対向している。
The schematic diagram (c) of FIG. 2 represents the following state.
The N-
The
The
The
模式図(c)の状態では、永久磁石6の磁束の流れは、磁石側導磁部7のN極側導磁板7a→N極面7c→水路内導磁部4a→巻線用導磁部8の対向面8a→巻線用導磁部8内→巻線用導磁部8の対向面8b→水路内導磁部4b→磁石側導磁部7のS極面7d→S極側導磁板7b→永久磁石6の向きに変更される。
In the state of the schematic diagram (c), the flow of magnetic flux of the permanent magnet 6 is as follows. N-pole side
巻線用導磁部8内では、対向面8aから対向面8bへの磁束の流れとなり、模式図(c)の例では、矢印Aで示すように右方向の流れに切り替わる。また、模式図(b)の状態と同様に、磁石側導磁部7のN極面7cの一部分のみが水路内導磁部4aと対向するので、巻線用導磁部8内を流れる磁束量は、模式図(a)の状態と比較して少ない。
In the winding magnetism part 8, the magnetic flux flows from the facing
図2の模式図(d)は、下記の状態を表している。
・磁石側導磁部7のN極面7cと巻線用導磁部8の対向面8aとが、水路内導磁部4aと対向している。
・磁石側導磁部7のS極面7dと巻線用導磁部8の対向面8bとが、水路内導磁部4bと対向している。
The schematic diagram (d) of FIG. 2 represents the following state.
The
The
模式図(d)の状態では、永久磁石6の磁束の流れは、模式図(c)の状態と同様であるが、磁石側導磁部7のN極面7cの全体が水路内導磁部4aと対向するので、巻線用導磁部8内を流れる磁束量は、矢印Aで示すように模式図(c)の状態と比較して増大する。
In the state of the schematic diagram (d), the flow of the magnetic flux of the permanent magnet 6 is the same as that of the state of the schematic diagram (c), but the entire
図2の模式図(e)は、下記の状態を表している。
・磁石側導磁部7のN極面7cが、水路内導磁部4aと対向している。
・磁石側導磁部7のS極面7dが、水路内導磁部4bと対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8aが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4aとより大きい面積で対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8bが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4bとより大きい面積で対向している。
The schematic diagram (e) of FIG. 2 represents the following state.
The
The
The facing
The facing
模式図(e)の状態では、永久磁石6の磁束の流れは、模式図(d)の状態と同様であるが、巻線用導磁部8の対向面8aの一部分のみが水路内導磁部4aと対向するので、巻線用導磁部8内へ流れ込む磁束量は、矢印Aで示すように模式図(d)の状態と比較して少なくなる。
In the state of the schematic diagram (e), the flow of the magnetic flux of the permanent magnet 6 is the same as that of the state of the schematic diagram (d), but only a part of the facing
図2の模式図(f)は、下記の状態を表している。
・磁石側導磁部7のN極面7cが、水路内導磁部4aと対向している。
・磁石側導磁部7のS極面7dが、水路内導磁部4bと対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8aが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4bとより大きい面積で対向している。
・巻線用導磁部8の対向面8bが、水路内導磁部4a及び水路内導磁部4bの両方と対向し、かつ、水路内導磁部4aとより大きい面積で対向している。
The schematic diagram (f) in FIG. 2 represents the following state.
The
The
The facing
The facing
模式図(f)の状態では、永久磁石6の磁束の流れは、磁石側導磁部7のN極側導磁板7a→N極面7c→水路内導磁部4a→巻線用導磁部8の対向面8b→巻線用導磁部8内→巻線用導磁部8の対向面8a→水路内導磁部4b→磁石側導磁部7のS極面7d→S極側導磁板7b→永久磁石6の向きに変更される。
In the state of the schematic diagram (f), the flow of magnetic flux of the permanent magnet 6 is as follows: N-pole side
巻線用導磁部8内では、対向面8bから対向面8aへの磁束の流れとなり、模式図(f)の例では、矢印Aで示すように左方向の流れに切り替わる。また、巻線用導磁部8の対向面8bの一部分のみが水路内導磁部4aと対向するので、巻線用導磁部8内へ流れ込む磁束量は、模式図(e)と同様に少ない。
In the winding magnetism part 8, the magnetic flux flows from the facing
図2の模式図(a)〜(f)に矢印Aで示すように、水車3の回転に伴い、水路内導磁部4a,4bが回転することによって、巻線用導磁部8内を通過する永久磁石6の磁束の流れ方向が周期的に切り替わり、これにより、発電用コイル9に発生する電流の方向も周期的に切り替わる。
As shown by the arrows A in the schematic diagrams (a) to (f) of FIG. 2, the inside of the channel magnetism part 8 for winding is caused by the rotation of the in-water
次に、本実施形態に係る水力発電機の効果について説明する。 Next, the effect of the hydroelectric generator according to this embodiment will be described.
本実施形態の水力発電機1は、水路内に回転軸線cを挟んで対向して設けられ、水流により回転軸線cまわりに回転する一対の水路内導磁部4a,4bと、N極を水路内導磁部4a,4bの一方と、また、S極を水路内導磁部4a,4bの他方と、同時に対向可能に水路外に固設された永久磁石6と、水路内導磁部4a,4bとの間で永久磁石6の磁束を授受可能に水路外に固設された巻線用導磁部8と、巻線用導磁部8に巻回された発電用コイル9と、を備える。
The
この構成により、永久磁石6のN極が水路内導磁部4a,4bの一方と、S極が水路内導磁部4a,4bの他方と対向し、かつ、巻線用導磁部8が水路内導磁部4a,4bとの間で永久磁石6の磁束を授受可能となるときに、発電用コイル9に電力を発生させることができる。本実施形態の水力発電機1は、構成要素の永久磁石6が水路外に固設され、従来の水力発電機のように永久磁石6が水路内に配置されないので、永久磁石6の形状の融通性が高く、汎用の立方体形状の磁石の適用が可能となり、専用の型投資が不要となる。また、永久磁石6が水に接しないので、耐水性、耐熱性、水の安全性への考慮が不要であり、例えば高磁力だが錆びやすいネオジム磁石等の採用も可能となり、適用可能な磁石の種類を増やすことができる。この結果、構成要素として適用する磁石の条件と緩和することができ、低コスト化を図ることができる。
With this configuration, the N pole of the permanent magnet 6 faces one of the in-
また、本実施形態の水力発電機1は、水路内導磁部4a,4bと、永久磁石6及び巻線用導磁部8との間に設けられた遮水板5を備える。遮水板5は、水路内導磁部4a,4bとの間にクリアランスを取って配置される。この構成により、水路内導磁部4a,4bが遮水板5との接触によって回転を抑制され、水流に抵抗を与えて流速が低下することを抑制できる。
Further, the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The above-described embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof, as long as they are included in the scope and gist of the invention.
例えば、上記実施形態では、水力発電機1が一対の水路内導磁部4a,4bを備える構成を例示したが、水路内導磁部4は対であればよく、複数対の水路内導磁部4を備える構成としてもよい。この場合でも、複数対の水路内導磁部4のうちの各対は、発電機ケース2の内部の水路内に、水車3の回転軸線cを挟んで対向して設けられ、水路の水流により回転軸線cまわりに回転可能に配置される。
For example, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、磁石側導磁部7のN極面7c及びS極面7d、並びに巻線用導磁部8の対向面8a,8bは、全て方形状であり、略同一の面積としたが、水路内導磁部4との間で磁束の授受を行うことが可能であれば、扇形状など他の形状であってもよいし、面積が異なってもよい。また、単一の板材もしくはブロックであってもよいし、電磁鋼板等を積層して構成してもよい。
In the above embodiment, the N-
また、上記実施形態では、単一の永久磁石6に、磁石側導磁部7のN極側導磁板7aとS極側導磁板7bとを連結する構成を例示したが、永久磁石6が、N極を水路内導磁部4a,4bの一方と、また、S極を水路内導磁部4a,4bの他方と、同時に対向可能であれば他の構成でもよい。例えば、図3に示すように、上記実施形態におけるN極側導磁板7aのN極面7cの固設位置にて、N極を水路内導磁部4側に向けて配置される第一の永久磁石6aと、S極側導磁板7bのS極面7dの固設位置にて、S極を水路内導磁部4側に向けて配置される第二の永久磁石6bとを有し、第一の永久磁石6aと第二の永久磁石6bとを導磁板17で連結する構成としてもよい。
Moreover, although the said embodiment illustrated the structure which connects the N pole
1 水力発電機
4,4a,4b 水路内導磁部
5 遮水板
6 永久磁石
8 巻線用導磁部
9 発電用コイル
c 回転軸線(一軸)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
N極を前記水路内導磁部の一方と、また、S極を前記水路内導磁部の他方と、同時に対向可能に水路外に固設された永久磁石と、
前記水路内導磁部との間で前記永久磁石の磁束を授受可能に水路外に固設された巻線用導磁部と、
前記巻線用導磁部に巻回された発電用コイルと、
を備えることを特徴とする水力発電機。 A pair of in-channel magnetism portions that are provided opposite to each other with a single axis in the water channel and rotate around the one axis by a water flow;
A permanent magnet fixed to the outside of the water channel so that the N pole can be opposed to one side of the in-water channel magnetism part and the S pole can be simultaneously opposed to the other of the in-water channel magnetism part;
A winding magnetism part fixed outside the waterway so as to be able to exchange the magnetic flux of the permanent magnet with the magnetism part in the waterway;
A coil for power generation wound around the magnetism part for winding;
A hydroelectric generator characterized by comprising:
前記遮水板は、前記水路内導磁部との間にクリアランスを取って配置されることを特徴とする、請求項1に記載の水力発電機。 A water shielding plate provided between the in-water channel magnetism part and the permanent magnet and the coil magnetism part;
The hydroelectric generator according to claim 1, wherein the water shielding plate is disposed with a clearance between the water guide plate and the inductive magnetic guide portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012087570A JP5878810B2 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Hydroelectric generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012087570A JP5878810B2 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Hydroelectric generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013217258A JP2013217258A (en) | 2013-10-24 |
JP5878810B2 true JP5878810B2 (en) | 2016-03-08 |
Family
ID=49589653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012087570A Active JP5878810B2 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Hydroelectric generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5878810B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114411200A (en) * | 2021-12-09 | 2022-04-29 | 重庆瑜欣平瑞电子股份有限公司 | Water electrolysis hydrogen production system and method based on magnetic energy level transition |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4946573Y1 (en) * | 1969-12-16 | 1974-12-20 | ||
JP2003064743A (en) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Inax Corp | Spout head |
JP2008043093A (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Mitsuba Corp | Generator |
EP2232054A4 (en) * | 2007-12-20 | 2012-11-21 | Rsw Rer Ltd | Kinetic energy recovery turbine |
JP2011160581A (en) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Toto Ltd | Faucet generator |
-
2012
- 2012-04-06 JP JP2012087570A patent/JP5878810B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013217258A (en) | 2013-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009013878A1 (en) | Dynamo for faucet | |
JP2015211562A (en) | Rotary electric machine | |
US20090065438A1 (en) | Fluid magnetic treatment unit having moving or stationary magnets | |
JP5096756B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6327446B2 (en) | motor | |
AU2010330123B2 (en) | Electric machine | |
JP2014007406A (en) | Rotary solenoid | |
WO2017051522A1 (en) | Brushless motor | |
JP5878810B2 (en) | Hydroelectric generator | |
KR101332523B1 (en) | Electric motor having dichotomous magnetic array structure of rotor | |
JP2016005412A (en) | Vernier motor | |
JP5334529B2 (en) | Permanent magnet motor | |
RU2534046C1 (en) | Electric power generator | |
KR101615555B1 (en) | Eddy current heating device using magnetic substance | |
JP5969902B2 (en) | Motor cooling device | |
JP5412897B2 (en) | Faucet device | |
JP2010138595A (en) | Faucet device | |
JP5947756B2 (en) | Non-excitation electromagnetic brake | |
JP2008054427A (en) | Generator for faucet | |
RU2394340C1 (en) | Disk electric machine | |
JP2008050851A (en) | Generator for water faucet | |
JP5013086B2 (en) | Faucet generator | |
JP2014057502A (en) | Power generating device suppressing cogging force | |
JP2019047646A (en) | Axial gap type rotary electric machine | |
JP2010103199A5 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150219 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5878810 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |